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    摘要: 化学实验能够激发学生的学习兴趣,帮助学生通过实验探究形成化学概念、理解化学基础理论、掌握化学知识和技能,培养学生的科学态度和价值观,帮助学生发展思维能力和训练实验技能,在提高化学教学质量、培养学生科学素养的功能上,具有其他化学课程内容和形式所无法比拟的特殊作用。因此,新课程专门为喜爱化学或喜欢动手做实验的学生设计了一个《实验化学.》模块,而这门课程以什么方式开展和实施,值得我们每一个化学教育工作者认真思考。

 

关键词:《实验化学》实施方式尝试

 

2009328高中新课程《实验化学》模块实施策略研讨会在北航附中举行。我有幸领略了刘彭芝校长和罗滨校长的专业素质和领导才华,也认真聆听了几位实施实验化学模块教学的教师们的经验介绍,通过学习,使我对《实验化学》模块有了进一步的理解。对于《实验化学》新课程的概念有了进一步的认识,从观念上有了新的提升。对于 《实验化学》新课程将遇到的问题和困难,也有了思想准备,以前对《实验化学》新课程的困惑也得到了一定的解惑。《实验化学》是普通高中化学课程的重要组成部分。设置该课程有助于学生更深刻地认识实验在化学学科中的地位,掌握基本的化学实验方法和技能,培养学生的创新精神和实践能力。同时,也又一次引发了我对《实验化学》模块实施方式的一些思考。

 

一、 应合理整合,与教学相融合

 

新课程理念要求我们依据课程标准, 创造性地、合理地使用教材, 应充分发挥教材的工具性功能。《实验化学》模块以课题化的方式组织教材, 各专题具有相对的独立性, 并以整合的方式组织课程内容, 这就为教师根据学生的发展需要及学校实际情况及时、适度地调整部分课程内容提供了可能。合理重组, 融合教学, 要充分考虑各模块之间的相关性问题, 即保证各 模块内容相关但不重复, 并能有效地整合为完备的化学课程内容体系。

   1. 《实验化学》模块中的部分专题可穿插在必修模块中落实。

 

化学必修模块课程目标指出:“学习必要的化学实验技能, 体验和了解化学科学研究的一般过程和方法, 认识实验在化学学习和研究中的重要作用。因此, 在必修学习阶段重视落实化学实验基础知识与基本技能, 既能为必修模块中众多的探究式学习提供必要的保证,又能分散知识点, 保证《实验化学》模块的顺利完成和实验的规范和安全。

如氯化钾和硝酸钠混合物中提纯硝酸钾的实验, 必修模块中只要求学生设计方案, 可考虑把《实验化学》模块专题1“制备硝酸钾晶体实验插入本专题教学中进行, 这样做既能让学生经历一次完整的探究, 又能训练学生物质分离的操作技能, 同时又有利于节约课时, 帮助学生形成较为完整的知识、技能体系。

2. 将部分实验课题穿插在其它选修模块中进行, 提高其它选修模块的探究效率。

 

实验的教学功能不仅与实验内容、实验形式、实验呈现方式有关, 还与实验在教材中出现的位置有关。如物质性质的实验, 如果安排在相关性质介绍之后, 这个实验只能起到验证事实的作用; 如果安排在相关性质介绍之前, 先提出问题, 并要求学生通过实验寻找答案, 这个实验就具有了探究性。所以将部分实验课题穿插在其它选修模块中进行, 能变验证性实验为探究性实验, 更有利于学生进行探究式学习, 在探究中自主构建知识, 培养科学素养, 提高学习的积极性。如《实验化学》专题2 乙醇和苯酚的性质苯酚和甲醛的反应两个实验可在《有机化学基础》相应专题中进行研究。

    3. 学会合理取舍, 促进有效教学

教师应在钻研课程标准和教材、准确把握教学重难点的基础上, 视学生水平、学校条件等因素, 有意识地对所有实验进行梳理、分类, 综合考虑, 有重点、有选择、高质量地完成一些重点实验, 把其它一些相似教学要求的实验改为演示实验、实验作业或研究性学习材料。教师也可根据高中3 年化学课程教学的总体部署, 将部分综合性实验课题放到高三总复习阶段, 以更好地体现教学效率。如专题3“物质的检验与鉴别中的五个实验, 要求学生有丰富的元素化合物知识、有较强的逻辑推理能力, 专题7“物质的制备与合成中的四个实验要求学生有较强的实验综合能力。将这些专题安排在高三化学复习课中进行, 既可有效地优化教学节奏, 又可以极大地丰富高中复习教学的形式和内容, 增强学生在高三复习教学的新鲜感成功感。《实验化学》模块中的拓展课题主要是为对本课题的深入研究而设, 可作为部分学生课外活动或研究性学习的选题。在拓展课题中常常会介绍一些新的化学知识和实验方法, 但这些新的知识和方法往往不是要求全体学生都必须掌握的, 因而这类拓展课题一般不必作为教学的基本要求内容, 可以考虑作为学有余力的学生的选学内容。

   二、在实验教学中要充分利用现有的实验资源。

   

   目前学校的实验室配备和实验仪器、药品都是按原有化学课程体系配备的。可能并不能完全满足开展《实验化学》模块教学的需要,因此,在实验教学中要采用有效的组织策略, 充分利用现有的实验资源。

 

1.教室和实验室相交替, 课内和课外相结合, 进行验证性实验教学

 

部分实验活动可在普通教室进行, 如实验原理的分析、讨论; 实验方案的设计和评价; 实验数据的处理和分析; 实验成果的展示和交流等。设计性学生实验可让学生在已有知识
和实验技能的基础上依据实验目的和实验内容设计实验, 组织策略为: 确定实验课题→( 学生课外) 预习实验内容( 包括实验知识的预备、相关资料的查找) →( 小组课外) 设计实验方案→( 师生教室) 审查实验方案→( 小组实验室) 实践实验设计→( 全班教室)评价实验过程→( 小组课外) 撰写实验报告。同一个实验专题的数个实验课题可在不同的实验室同时布置, 使同年级的多个平行班可同时在不同的实验室交叉进行实验, 以缓解数个班级需同时使用同一个实验室的矛盾。一些拓展实验可课内分析原理、设计等, 学生课外自主去实验室完成实验。一些取材简单的趣味性拓展实验, 则可直接改成课外实验, 如用粉笔进行层析分离实验。使教室和实验室相交替, 课内和课外相结合, 提高实验室利用率。

2.适当安排连堂课, 进行探究性实验教学

 

适当安排连堂课, 采用随堂实验进行探究学习。探究学习是学生学习化学的一种重要方式, 也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径。教师应充分调动学生主动参与探究学习的积极性, 引导学生通过实验、观察、调查、资料收集、阅读、讨论、辩论等多种方式, 在提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等活动中, 增进对科学探究的理解, 发展科学探究能力。在实验教学中, 一定要改变传统教学中只注重结果而不重视过程的习惯, 要允许学生犯错, 要给学生的实验探究留下最大的空间。教师应帮助学生分析失败原因, 找出弥补措施并寻求最为合理的实验方案。

    3.全面开放实验室, 进行自主实验教学

对实验室的管理要做到制度化、规范化和科学化, 要充分发挥实验室、实验仪器和药品的作用。在保证实验安全、有序的前提下, 条件较好的学校应向学生开放化学实验室, 使化学实验室真正成为全天候的学生科学殿堂。这样做至少有这样一些至关重要的意义: ①由于个体存在差异,在课堂上不可能每个学生都能按时完成实验任务, 开放实验室可以提供给他们完成课堂实验的机会; ②学生大脑里一旦有了好的想法与设计时, 能及时的通过实验来验证, 这能激发学生的创造热情; ③学生可利用空余时间参观实验室, 提前对一些新的仪器有了一定的感知, 可大大减轻日后实验的难度; ④可以消除学生对实验的神秘感, 让他们感觉到实验室就在身边, 实验仪器就在身边, 增加参与实验的愿望。

 

三、积极开发校内外化学实验资源

《实验化学》模块为学生提供了更多的实践动手机会, 对学生实验能力提出了更高的要求, 为学生的全面发展搭建了更为广阔的平台。为保证化学课程的全面实施, 学校可从以下几方面考虑, 积极开发实验资源。

 

1.充分开发校内实验资源

化学实验对于实现高中化学课程目标具有不可替代的作用。学校应高度重视化学实验室建设, 配置必要的药品、仪器和设备, 确保每个学生都能进行实验探究活动。要重视对化学教师和实验管理人员的培训, 建立和健全科学、规范的化学实验室管理体制。还在教室设置实验角, 放置常用的、安全的实验药品, 让学生随时可以进行实验。微型化学实验( Microscale laboratory) 以药品用量少、仪器容量小、降低成本、减少污染、操作简单、方便省时、安全可靠、实验现象直观明显等优势在化学实验教学改革领域扮演着越来越重要的角色, 有助于学生节约、环保等绿色理念的 ,微型化学实验 是国际上盛行的绿色化学理念在中学化学实验中的具体体现。试剂的用量减少且实验现象明显,不但解决了一般实验过程中由于有毒气体的弥散造成的污染和对实验者造成的危害这一问题,而且大大节省了药品的用量,学生也能很容易地掌握这组实验的操作过程和操作技术。

实际教学过程中,教师适当开发具备此类优点的微型实验,可以将有毒物质参与的反应对人体和环境造成的危险性降到最低,还可以大大节省药品的用量和时间的消耗,同时也给学生灌输了绿色化学的理念,增强他们的环保意识并且新装置的开发和使用,使得学生对于化学实验的兴趣大大提高。也包括根据一定的实验目的, 从零开始, 通过探究实验仪器、药品、装置和操作方案,设计新实验。让实验生活化、趣味化, 充分发挥学校教师和学生的主观能动性, 自制教具, 丰富学校的实验资源储备。

2.构建信息平台, 开展虚拟实验

 

多媒体教学手段与演示实验、学生实验有机结合起来,能充分发挥实验课的作用, 有效地调动学生的学习兴趣, 有利于培养学生的操作技能, 实验观察能力, 实验分析能力。用多媒体突破实验条件和时空限制。由于药品、仪器等缺乏不能进行的实验, 微观实验本质, 危险性较大, 历时较长, 以及一些化工生产过程等, 学生可以利用计算机为载体观察模拟实验现象, 了解实验过程。如介绍质谱仪、核磁共振仪、红外光谱仪等现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用。利用多媒体技术强化学生实验的基本技能。由于实验室过大、实验仪器过小, 只通过讲解或演示实验器材的操作方法和操作步骤, 不能达到让大多数学生掌握。可应用计算机技术, 将实验过程制成课件, 放大图像, 进行展示, 学生就可以很清楚地看到整个实验过程, 并可以学习掌握规范的操作方法。如介绍电子天平、酸度计等仪器的使用方法。

行动才有结果,其实事情是做出来的,如果等条件成熟,也许永远不会成熟。事情都是变化的,一味的等,可能旧的条件还没达到,新的要求又来了。总之,事情是做出来的,只要尝试了,就会有收获。我认为在《实验化学》模块实施中实行引导式教育,采用探究式、基于问题式等教学方法,引导学生自主学习,转变学生传统学习观念,树立以“我”为主的学习方法,独立思考,动手实验,学会提出问题、分析问题、解决问题。我希望化学实验这一研究手段和研究方法对中学生能力和素质的培养作用能更为充分的体现出来,通过化学实验这一有效手段为国家培养新一代的创新人才做出积极的贡献。

 

   主要参考文献:

   [1] 高中新课程《实验化学》模块实施策略研讨会资料,中国化学会化学教育委员会北京航空航天大学附属中学 北京师范大学化学教育研究所2009328

  [2] 冷燕平,宋心琦,关于中学化学教学实验改革问题的思考,中学化学教与学,2008年第84567

    
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